Protein harus menjalani pemeriksaan kendali mutu dan setiap ditemukan bentuk yang salah atau lipatan yang salah akan ditolak. Hujan es penolakan ini disimpan dalam lumen atau dikirim untuk didaur ulang untuk akhirnya dipecah menjadi asam amino. Ada banyak penyakit yang berhubungan dengan lipatan protein dan kendali kualitas di RE. Suatu jenis emfisema (masalah paru-paru) disebabkan oleh kendali mutu RE yang terus-menerus menolak protein yang tidak terlipat dengan benar. Protein yang dibutuhkan tidak pernah diekspor dari RE mentah. Kontrol kualitas berperan dalam fibrosis kistik. Suatu bentuk fibrosis kistik disebabkan oleh asam amino tunggal yang hilang, fenilanalin, dalam posisi tertentu dalam konstruksi protein.
Retikulum endoplasma merupakan organel yang berfungsi sebagai tempat pelipatan protein. Proses pelipatan protein melibatkan beberapa komponen antara lain: pendamping, kalsium, dan beberapa enzim terkait. Molekul kapheron berfungsi membantu proses pelipatan protein, memperlambat kecepatan pelipatan protein sehingga dapat mencegah agregasi protein. Pengawas juga berperan untuk menjaga homeostasis kalsium di IGD, di mana homeostasis dapat dicapai pada konsentrasi kalsium RE lumen sekitar 400 μM karena peran interaksi pendamping dengan reseptor SERCA dan reseptor IP3. Kalsium sendiri berperan langsung dalam proses pelipatan protein dengan memodulasi ikatan pendamping dengan karbohidrat pada N-glikoprotein sehingga pendamping dapat berfungsi untuk membantu pelipatan protein.
Proses pelipatan protein juga melibatkan beberapa enzim, misalnya glukosidase, yang bertindak melepaskan residu glukosa yang berfungsi sebagai penanda bagi sahabat untuk menahan protein. Protein lipat akan mengakhiri glukosa dalam N-glikoprotein, yang semuanya telah dihilangkan oleh glikosidase. Enzim GT (glukosa UDP glikoprotein glukosiltransferase) juga berperan dalam proses pelipatan, dimana pembuangan glukosa yang terlalu cepat oleh glukosidase dapat menyebabkan kesalahan lipatan atau pembukaan sehingga enzim GT akan menambah glukosa baru dan dengan demikian dapat melipat ulang.
Protein yang melewati jalur sekresi umumnya mengandung ikatan disulfida yang berperan penting dalam proses pelipatan dan fungsi protein. Pada eukariota, retikulum endoplasma (ER) adalah titik masuk ke jalur sekresi dan merupakan kompartemen seluler tempat terjadi pelipatan dan penataan ikatan disulfida. Ikatan disulfida dapat terbentuk secara spontan secara in vitro dengan adanya senyawa pengoksidasi seperti molekul oksigen atau glutasi dalam bentuk teroksidasi. Namun proses ini umumnya lambat dan tidak efisien. In vivo, urutan ikatan disulfida, tergantung pada mesin sel yang akan dikatalisasi, dan ikatan disulfida baru (oksidasi) dan ikatan disulfida non-asli (isomerisasi). Oksidasi dan isomerisasi diperlukan untuk memesan ikatan disulfida negatif. Pembentukan ikatan disulfida negatif penting untuk pelipatan banyak protein.
Diskusi
Ikatan disulfida memberikan stabilitas ekstraseluler tambahan dari protein dengan ikatan silang silang kovalen dari dua residu sistein. Pembentukan disulfida terkadang rawan kesalahan, terutama pada tahap awal pelipatan, dan perlekatan sistein yang benar pada ikatan disulfida mengharuskan disulfida yang salah pasangan harus dipecah dan disusun kembali dengan aturan yang berbeda untuk membangun struktur negatif.
Pada bakteri, disulfida terbentuk di periplasma melalui elaborasi sistem oksidasi dan isomerasi yang memastikan bahwa dua residu sistein terhubung dengan benar. Jalur transpor elektron terhubung, ikatan disulfida dengan rantai respirasi. Protein membran, DsbB mengoksidasi sisi aktif CxxC dari protein DsbA (PDI homolog) yang kemudian mengkatalisis urutan ikatan disulfida pada protein yang akan mengalami pelipatan. DsbB kemudian dioksidasi ulang oleh ubikuinon yang dihasilkan selama respirasi.
Kontrol kualitas berperan dalam fibrosis kistik. Suatu bentuk fibrosis kistik disebabkan oleh asam amino tunggal yang hilang, fenilanalin, dalam posisi tertentu dalam konstruksi protein. Protein dapat bekerja dengan baik tanpa asam amino tetapi layanan ini harus disediakan secara tepat oleh kontrol kualitas untuk titik kesalahan dan menahan penyimpanan protein dalam lumen2 RE mentah.
Protein rekombinan dalam ER sel mamalia terutama difokuskan pada dua komponen RE, yaitu: protein disulfide isomerase (PDI), enzim yang mengkatalisis pembentukan ikatan disulfida negatif pada protein sekretori; dan BiP / G1LP78, yang merupakan homolog dari Hsp70, yang bertindak sebagai pendamping molekuler untuk sekresi protein melalui RE. Pembentukan ikatan disulfida merupakan modifikasi kovalen dan merupakan modifikasi pasca translasi yang dialami oleh protein yang memasuki jalur sekretori. Pembentukan ikatan disulfida asli merupakan aspek integral dari jalur pelipatan protein, dan memainkan peran penting dalam perakitan protein, di mana sebagian besar protein yang disekresikan (misalnya, antibodi, prokolagen) adalah oligomer dari dua atau lebih rantai polipeptida yang disatukan oleh ikatan disulfida rantai. Rantai ini akan mengontrol protein di dalam sel.
Lamina nuklir adalah bagian dari subunit protein yang saling berhubungan yang disebut lamins nuklir. Lamina ini adalah kelas khusus protein filamen menengah yang dipolimerisasi menjadi bagian dua dimensi. Lamina inti memberikan bentuk dan stabilitas pada selubung inti, yang melekat pada adhesi pada kompleks pori inti dan protein membran integral dari inti bagian dalam. Lamina juga berinteraksi langsung dengan kromatin, yang berinteraksi dengan protein integral membran dari inti bagian dalam. Bersama dengan lamina, protein membran ini menyediakan hubungan struktural antara DNA dan selubung inti. (*)
Penulis: Nanda Rachmad Putra Gofur drg,.M.Biomed
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Gofur NRP*, Gofur ARP, Soesilaningtyas, Gofur RNRP, Kahdina M and Putri HM. Disease Related Protein Folding and Quality Control Protein Biosynthesis in the Endoplasmic Reticulum. International Journal of Research Studies in Medical and Health Sciences. 2021; 6(2): 15-20. DOI: https://doi.org/ 10.22259/ijrsmhs.060204
